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沙盤模型包含三層（包含斜頂），室外包含車庫監(jiān)控、車庫安防、花園監(jiān)控、花園安防、花園距離、花園燈光、電動窗簾、雨雪傳感、風(fēng)速傳感等控制點與監(jiān)測點，門禁系統(tǒng)包含指紋傳感、智能門鈴、門禁監(jiān)控等。智能家居實訓(xùn)沙盤將與居家生活相關(guān)的各種設(shè)備有機地結(jié)合起來，通過網(wǎng)絡(luò)化綜合智能控制和管理，實現(xiàn)"以人為本"的全新家居生活體驗。使用觸摸屏、無線遙控器、電話、互聯(lián)網(wǎng)或者語音識別控制家用設(shè)備，同時可以執(zhí)行場景操作，使多個設(shè)備形成聯(lián)動。學(xué)?？梢酝ㄟ^在實驗室建立智能家居沙盤實訓(xùn)系統(tǒng)，使學(xué)生在實訓(xùn)中實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)綜合技術(shù)應(yīng)用的理解并在此基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力，充分滿足了目前高校培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的需求。

圖1 設(shè)備實體圖

1）沙盤的功能豐富，充分體現(xiàn)了家庭日常生活的場景，滿足學(xué)生智能家居模擬實訓(xùn)的需要。大到汽車的智能入庫，小到窗簾的自動開啟和關(guān)閉均有涉及。比如當(dāng)室外天氣變差，刮風(fēng)或下雨時，電動晾衣架自動收回室內(nèi)，當(dāng)室外有人闖入，相應(yīng)的視頻監(jiān)控自動切換至室內(nèi)電視，同時進行聲光報警。

2）配備開源平板，用戶登錄開源平板客戶端界面，可以選擇性地控制智能家居沙盤中的任意場景。

3）涵蓋當(dāng)前應(yīng)用的有線和無線通訊方式，包括WiFi，Zigbee，BT，*6，紅外等。

4）打破了傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)相對封閉和改造不便的特點，系統(tǒng)架構(gòu)非常靈活，可以根據(jù)客戶的預(yù)算，配置不同的方案。

5）套件包含電子焊接、電子調(diào)試、電子產(chǎn)品制作、嵌入式單片機應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)工程訓(xùn)練、移動互聯(lián)APP開發(fā)等配套課程，由淺入深，逐步帶領(lǐng)學(xué)生邁入新信息技術(shù)的殿堂。系統(tǒng)開放所有軟硬件設(shè)計資源。

6）質(zhì)量可靠，可供實驗室進行反復(fù)實驗

智能家居沙盤實訓(xùn)系統(tǒng)采用完整的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)，即感知層、傳輸層和應(yīng)用層，前端采用智能傳感器控制節(jié)點采集各種數(shù)據(jù)并控制各種被控對象，傳輸層通過ZIGBEE、WIFI、BT,*6等網(wǎng)絡(luò)接入無線互聯(lián)網(wǎng)關(guān)，無線互聯(lián)網(wǎng)關(guān)將各種數(shù)據(jù)傳輸移動操作終端進行數(shù)據(jù)處理并反饋給控制器。系統(tǒng)包含了開源操控終端、無線互聯(lián)網(wǎng)關(guān)、采集控制傳感器節(jié)點、智能視頻服務(wù)，軟硬件設(shè)計資源可開放供教學(xué)科研使用。系統(tǒng)使用的設(shè)備包括支持各類通信協(xié)議的傳感器、紅外感應(yīng)器、室內(nèi)監(jiān)控攝像頭、電器控制器、電動窗簾、電動晾衣架、智能門禁、背景音箱、電視機等各種被控模擬設(shè)備。

圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

項目一：回家場景

場景簡介：模擬用戶回家時，門禁系統(tǒng)進行身份自動識別，車庫門緩緩開啟。回家情景啟動，窗簾徐徐打開，燈光自動調(diào)節(jié)到舒適的亮度，此時，用戶最喜愛的電視節(jié)目也已經(jīng)打開了。

涉及設(shè)備：智能車庫、智能窗簾、指紋傳感、燈光、電視等等

實驗原理：采用智能傳感器控制節(jié)點采集各種數(shù)據(jù)并控制各種被控對象，打開智能家居控制系統(tǒng)，可以看到相關(guān)操作的頁面，進入家居狀態(tài)及控制頁面，即可以開啟車庫門、家門、電視和燈光。

項目二：離家場景

場景簡介：模擬用戶離家時，除冰箱以外的用電設(shè)施全部關(guān)閉，窗簾緩緩拉起，門窗自動關(guān)閉，安防系統(tǒng)自動打開，監(jiān)控設(shè)備開啟。家中每一個角落處在嚴(yán)密監(jiān)控防衛(wèi)狀態(tài)，當(dāng)室外有人闖入，相應(yīng)的視頻監(jiān)控自動切換至室內(nèi)電視，同時進行聲光報警。

涉及設(shè)備：終端控制系統(tǒng)、燈光、窗簾、門禁攝像、花園監(jiān)視、花園安防、聲光報警等等

實驗原理：傳輸層通過ZIGBEE、WIFI、BT,*6等網(wǎng)絡(luò)接入無線互聯(lián)網(wǎng)關(guān)，無線互聯(lián)網(wǎng)關(guān)將各種數(shù)據(jù)傳輸移動操作終端進行數(shù)據(jù)處理并反饋給控制器。學(xué)生通過終端控制設(shè)備，諸如平板、手機等來模擬相應(yīng)場景。

項目三：惡劣天氣場景

場景簡介：模擬用戶不在家時，室外刮風(fēng)或下雨，電動晾衣架自動收回室內(nèi)。不良天氣下，危險頻發(fā)，打開安防系統(tǒng)，當(dāng)有人闖入時，會及時關(guān)閉門窗，防止外人入侵，同時會啟動報警系統(tǒng)。

涉及設(shè)備：雨雪傳感器、風(fēng)速感應(yīng)器、終端控制系統(tǒng)、電動衣架、門禁攝像、花園監(jiān)視、花園安防、聲光報警。

原理簡介：雨雪傳感器、風(fēng)速感應(yīng)器采集各種數(shù)據(jù)，將信息反饋給控制系統(tǒng)，開啟門禁攝像、花園監(jiān)視、花園安防、聲光報警器，保衛(wèi)用戶家中安全。收回電動衣架，避免衣服淋濕。